試油講座

1、試油知識講座,課程內(nèi)容,試油概述試油的目的試油層位的選擇試油方法測試可獲得資料試油涉及的崗位及工種試油的地面設(shè)備試油水下設(shè)備測試管柱,井下測試工具主要測試工具半潛式/浮式鉆井船作業(yè)方式測試系統(tǒng)的安全測試過程中的安全隱患測試工藝程序試油施工設(shè)計的原則,測試是指鉆井和建井之后，溝通地層與井底的通道，將地層流體誘導(dǎo)到地面，按一定的程序進行測試，搞清地層流體的產(chǎn)能、性質(zhì)、地層壓力、溫度及動態(tài)特征的整個工藝過程。

2、 其目的在于為油氣層評價和科學(xué)地制定油氣田開發(fā)方案提供可靠的資料和參數(shù)，以進一步加快勘探開發(fā)速度，提高成功率，降低成本，增加效益。,一、試油概述,二、試油的目的,證實所鉆構(gòu)造是否存在具有工業(yè)開采價值的油氣層；探明油氣田的含油氣面積及油水、氣水界面；結(jié)合電測地層測試資料探測氣、油、水層的縱向分布及水動力系統(tǒng)；搞清流體的地下及地面性質(zhì)；觀察地層壓力衰減，探明油氣層連通范圍，估算單井控制儲量；,二、試油的目的,搞清油氣層的產(chǎn)能、壓力

3、、溫度及滲透率等動態(tài)特性參數(shù)；觀察邊界顯示，計算不滲透邊界距離；搞清地層受損壞程度，計算理想產(chǎn)能；搞清地層水性質(zhì)，為測井解釋提供參數(shù)。搞清碳氫化合物的組分，為測井解釋提供依據(jù)。,三、試油層位的選擇,試油層位的選擇是以不漏掉一個油氣層為原則，自下而上進行分層試油，這是一件嚴(yán)肅、認(rèn)真、細致的工作，同時還要有嚴(yán)格的審批制度。對各類探井的試油要求如下：,三、試油層位的選擇,參數(shù)井（區(qū)域探井）：主要鉆探目的是了解地層層序、厚度、巖性、生、

4、儲油氣層情況。如遇有油氣則進行測試。預(yù)探井：主要鉆探目的是探明構(gòu)造的含油氣性，查明油氣層及其工業(yè)價值，試油層位主要選擇有利油氣層進行重點測試，系統(tǒng)了解整個剖面油氣水分布狀況及產(chǎn)能,弄清巖性，物性及電性關(guān)系，為計算三級儲量提供依據(jù)。,三、試油層位的選擇,詳探井：主要鉆探目的是探明含油氣邊界、固定含油氣面積，弄清油氣水的分布規(guī)律，產(chǎn)能變化特征及壓力系統(tǒng)，應(yīng)按油層自下而上分層測試，對于可凝層認(rèn)識不清的油水界面及水層均要分層測試，為計算二級儲

5、量提供依據(jù)。資料井：試油的主要目的是搞清巖性、含油性、油層物性及電性關(guān)系，落實油水層電性參數(shù)，對取心層位要細分層試油，不允許油氣水層混合測試。,四、試油方法,替噴法抽吸法提撈法氣舉法混氣排液法等,DSTDST+TCPEDST電潛泵螺桿泵,四、試油方法,各種方法都有各自的特點及適應(yīng)條件，必須根據(jù)油層性質(zhì)，鉆穿油層的方法及油氣層的壓力而定。應(yīng)按具體情況進行選擇，選擇試油方法的基本原則如下：緩慢降低井底壓力，不破壞地層結(jié)構(gòu)

6、，以防止井底出砂，甚至地層坍塌的情況出現(xiàn)；井底與地面間壓差適當(dāng)；能帶出井底及井底周圍的臟物，把油層孔隙疏通，有助于油、氣從地層中流出。,四、試油方法,替換法： 用比重較輕的液體將井內(nèi)比重較大的液體替出從而降低井中液體的壓力，以逐步達到井內(nèi)液柱壓力小于地層壓力的目的。 輕泥漿替重泥漿、清水替輕泥漿、柴油替清水。抽吸法: 經(jīng)過替噴后仍不能自噴時，可能的原因：①油層壓力低；②鉆井過程中的泥漿污染造成地層孔隙堵塞。

7、,四、試油方法,抽吸是利用專門的抽子，通過鋼絲繩下入油管中然后高速上提，這樣抽子以上的流體可迅速地提升出井口到地面，降低井內(nèi)液柱壓力，在抽子下部形成負壓真空，有利于排出地層中的流體。 橡膠抽子 抽子種類：兩瓣抽子、凡爾抽子 燈籠罩抽子 牛皮抽子,,,四、試油方法,提撈法： 對于低滲、低

8、壓油層，不能自噴的油層，提撈求得油井產(chǎn)量為以后機采選泵作準(zhǔn)備。氣舉法: 油井不能自噴，可采用氣舉。氣舉法試油是利用壓風(fēng)機向油管或套管內(nèi)注入壓縮氣體，或者利用附近油氣田的天然氣壓力，向套管內(nèi)注氣，降低井內(nèi)流體密度，使井內(nèi)油氣從油管中排出，可以大大加快試油速度。 其它還有混氣水排液方式，逐漸降低井內(nèi)液柱壓力使地層流體進入井筒。,五、測試可獲得的資料,產(chǎn)量數(shù)據(jù)：地面或井下的油、氣、水產(chǎn)量；壓力數(shù)據(jù)：地層靜壓、流動壓力、壓力

9、恢復(fù)曲線及井口油、套管壓力；原油及水特性資料：井下及地面原油取樣、氯根及原油的含砂量；溫度數(shù)據(jù)：井下溫度及地溫梯度等,六、海上試油涉及的崗位及工種,泥漿固井地質(zhì)射孔測井,錄井井下工具操作地面設(shè)備操作地面數(shù)據(jù)采集水下測試樹操作,,七、地面試油設(shè)備,流動頭,流動頭,燃燒頭,燃燒臂,壓風(fēng)機,輸送泵,計量罐,分離器,加熱爐,鋼絲絞車,數(shù)據(jù)頭,阻流管匯,油管匯,氣管匯,七、地面試油設(shè)備,,測試樹與井下測試管柱相連接，具有主閥，

10、左、右翼閥及頂部控制閥，其兩翼分別接壓井管匯和流動軟管。壓井管匯接平臺泥漿泵房或水泥固井泵，流動軟管則接到資料管匯及阻流管匯上。,1、地面測試樹(Flowhead),七、地面試油設(shè)備,2、數(shù)據(jù)頭（Data Header）,,安裝儀表，測量井口壓力、溫度，井口取樣。,七、地面試油設(shè)備,從測試樹出來的流體經(jīng)過高壓軟管進入阻流管匯，在阻流管匯通過油嘴控制后測得井口壓力、流量，目前的阻流管匯都是雙翼形式，可以在不關(guān)井的情況下，進行油嘴的調(diào)試、更

11、換。進入的液體先經(jīng)過阻流匯上的可調(diào)油嘴進行控制，當(dāng)井內(nèi)出來的流體的產(chǎn)量、壓力穩(wěn)定后，則可倒換到另一翼用相同尺寸的固定油嘴進行測試。,3、阻流管匯 （Choke Manifold）,七、地面試油設(shè)備,在流動初期，地層流體還沒有帶出地層溫度或產(chǎn)量較??；或氣體經(jīng)過油嘴節(jié)流以后澎脹吸熱、甚至結(jié)冰的情況下，需要對經(jīng)過阻流管匯后的流體進行加熱，以防流體在地面凍結(jié)進入分離器困難。對高溫,4、加熱爐（Heater）,,高壓地層也可以通過

12、加熱爐前的可調(diào)油嘴進行節(jié)流降低壓力，達到分級節(jié)流降低壓力的目的。,七、地面試油設(shè)備,,分離器其主要作用還是對地層流體進行分離計量，求得油、氣、水的產(chǎn)能。油、水通過流量計直接讀出產(chǎn)量。氣體則通過孔板進行節(jié)流，孔板尺寸大小要根據(jù)氣體流經(jīng)孔板時達到臨界速度的標(biāo)準(zhǔn)，才能保證流量相對穩(wěn)定，再根據(jù)孔板上、下流的壓差及孔板尺寸大小計算出氣體產(chǎn)量。,5、三相分離器（Separator）,七、地面試油設(shè)備,,原油從分離器經(jīng)過短暫分離后就經(jīng)流量計計量，這

13、里的油經(jīng)過冷卻后，體積將進一步縮小，同時原油從地層高壓到地面大氣壓下，將進一步脫氣。為了準(zhǔn)確計量，將通過計量罐，對流過的流量進行校正，求得一個收縮系數(shù)，通過收縮系數(shù)乘以流量計的讀數(shù)，就會得到油井油的真實產(chǎn)量。,6、立式計量罐（Surge Tank）,,,七、地面試油設(shè)備,7、輸送泵（Transfer Pump）,七、地面試油設(shè)備,8、油氣分流管匯（Oil & Gas Manifold）,油管匯,氣管匯,七、地面試油設(shè)備,海上

14、平臺試出的油氣不能存儲，也不能外輸。只能在平臺上燃燒掉。為了燃燒時的安全，必須要把油氣引到平臺甲板外進行燃燒。因此就配備了一條20來米長的橋式結(jié)構(gòu)的可收放的燃燒臂，試油時安裝在平臺上。,9、燃燒臂（Burner Booms）,七、地面試油設(shè)備,井內(nèi)產(chǎn)出的油氣通過燃燒臂到燃燒頭，燃燒頭上有油、氣、水、壓縮空氣四條管，該燃燒頭中間為油氣噴頭，四周為降溫的水簾噴嘴，有壓縮空氣接到油嘴噴頭，通過壓縮空氣將井內(nèi)油氣霧化使之能夠充分燃燒。點火是通

15、過小管接液化氣，通過電子點火來點燃燃燒頭的油氣大火。,10、燃燒頭（Burner）,七、地面試油設(shè)備,油樣瓶,氣樣瓶,11、油樣瓶和氣樣瓶（Oil/Gas sampler）,七、地面試油設(shè)備,5000psi,1400psi,800psi,10000psi,常溫常壓井試油地面流程試壓標(biāo)準(zhǔn),八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,懸掛器：懸掛伸縮節(jié)以上管柱的重量。承壓短節(jié)：承受懸掛器以上管柱的重量。水下測試樹：應(yīng)急關(guān)井、脫開井下管柱。扶正器：

16、測試樹脫手后回接時扶正管柱。防噴閥：緊急情況下剪斷鋼絲或電纜。,八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,泥線以上水下管串示意圖,八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,半潛式平臺水下防噴器組,八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,Subsea Test Tree,八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,Subsea Test Tree,八、半潛式平臺水下設(shè)備及工具,Lubricator Valve,九、測試管柱圖,MFE測試管柱,九、測試管柱圖,TCP+APR測試管柱,九

17、、測試管柱圖,PCT+TCP測試管柱,九、測試管柱圖,NAVI測試管柱,九、測試管柱圖,ESP測試管柱,十、井下測試工具,根據(jù)測試閥的開關(guān)方式，井下測試器主要分為三類：右旋轉(zhuǎn)管柱開關(guān)測試閥（早期）上提下放管柱開關(guān)測試閥（MFE）環(huán)空壓力開關(guān)測試閥（APR和PCT）,十、井下測試工具,右旋轉(zhuǎn)來控制開關(guān)井的測試器 這種工具主要是Halliburton公司生產(chǎn)的，測試時，在地面正轉(zhuǎn)管柱，使滑套運動到不同位置來打開和關(guān)閉測試閥。這種

18、工具有三個開關(guān)位置，可以進行三次開關(guān)井。測試完畢壓井時，通過反循環(huán)壓井。由于這種工具只適合陸上和海上支撐式平臺使用。我們還從未使用過，具體情況就不多講。,十、井下測試工具,MFE測試器 MFE是以鉆桿的上下運動來操作測試閥的開關(guān)的一種測試工具，此種工具的主要特點是可以流動和多次關(guān)井測試，在最終流動期后通過井下取樣器獲得地層原始狀態(tài)下的地層流體樣品。我國最早引入這套工具是在1976年，我們進口南海一號鉆井平臺時，隨平臺進入我國，當(dāng)時

19、國內(nèi)都不會用這套井下測試工具。由當(dāng)時的石油工業(yè)部組織江漢石油礦機所的工程技術(shù)人員對該套井下測試工具進行了測繪研究。,十、井下測試工具,M.F.E多流測試器是測試管柱中的主要工具。它由換位機構(gòu)、延時機構(gòu)和取樣器三個基本部分組成。換位機構(gòu)包括花鍵心軸、花鍵套和換位銷釘。換位機構(gòu)的作用：當(dāng)與測試管柱相連的花鍵心軸做上下運動時，測試閥隨之開啟或關(guān)閉，這種動作可重復(fù)進行多次?；ㄦI心軸上裝有換位槽，花鍵心軸與換位槽相鏈接，不能轉(zhuǎn)動。只能做上下軸向運

20、動。換位銷釘固定在花鍵套內(nèi)，插入換位槽內(nèi)，花鍵套可以自由轉(zhuǎn)動，不能軸向運動。當(dāng)花鍵心軸上下運動時，換位銷釘沿著換位槽的軌道走，帶動花鍵套轉(zhuǎn)動。換位銷釘在換位槽中的位置與測試器的各階段工作的情況關(guān)系如下：,十、井下測試工具,下管柱時，換位銷釘在“A”位置上，測試閥處于關(guān)閉狀態(tài)；下放管柱，換位銷釘沿著換位槽進入到“B”位置上，管柱自由下墜1英寸，地面將從井口看到清晰的地面顯示，測試閥打開；上提管柱，換位銷釘移到“C”位置上，測試閥關(guān)閉；

21、下放管柱，換位銷釘回到“D”位置上，測試關(guān)閉；上提管柱，換位銷釘回到“A”位置上，測試閥關(guān)閉；再次下放管柱，換位銷釘重新回到“B”位置上，測試閥又打開。,十、井下測試工具,當(dāng)花鍵心軸移到最高位置（即換位銷釘在“A”和“C”位置）或最低位置（即換位銷釘在“B”和“D”位置）時，心軸承受拉伸或壓縮負荷，而換位銷釘時不承受負荷的。當(dāng)多流測試器的測試閥打開時，管柱有一個自由下墜1英寸的開啟顯示，這是判斷測試閥是否打開的標(biāo)志顯示。,十、井

22、下測試工具,這種多流測試器有下列幾個特點：測試閥的開關(guān)安全可靠，能保證測試成功。僅僅依靠管柱上下運動來控制測試器的工作。心軸兩端受壓面積不相等，這樣可以使測試閥在下管柱過程中保持關(guān)閉。在流動結(jié)束時，在地層壓力下，能取出2.5升地層流體樣品。取樣室配備由安全泄壓閥，在轉(zhuǎn)樣運輸過程中如果遇到高溫或火災(zāi)時，泄壓閥將自動卸壓。防止脹裂取樣室。此種測試器已經(jīng)國產(chǎn)化，成本較低。,十、井下測試工具,環(huán)空壓力操作開關(guān)井的測試工具 這

23、種工具有Halliburton公司的APR（Annulus Pressure Responsive）和Schlumberger公司的PCT（Pressure Controlled Tester）。下面就APR測試工具的工作原理作個說明。 APR測試閥由球閥、動力機構(gòu)和計量機構(gòu)組成。球閥部分分為上下球座、球閥體、控制臂及外筒組成，動力機構(gòu)由氮氣室、動力心軸、充氮閥體和浮動活塞組成，計量機構(gòu)由上下液壓油室、液壓油計量套及外筒組成。,十

24、、井下測試工具,測試作業(yè)中，先在地面根據(jù)測試井段深度、壓井液密度計算出井底壓力，再根據(jù)地面和井底溫度等確定出測試閥氮氣室充氮壓力，并對氮氣室充氮，氮氣壓力作用在動力心軸上，使球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。下井時，環(huán)空壓力進入液壓油腔平衡活塞下方，使計量套上下的液壓油受壓，管柱下井過程中平衡活塞不斷將環(huán)空的液柱壓力傳遞給液壓油。當(dāng)環(huán)空壓力比氮氣室內(nèi)壓力高2.8MPa時，下部液壓油腔內(nèi)的液壓油流向上部液壓油腔，迫使浮動活塞上行，壓縮氮氣使氮氣室增壓。當(dāng)

25、工具到達預(yù)定深度時，氮氣室中的氮氣壓力會稍低于環(huán)空壓力。為防止靜液柱的環(huán)空壓力打開球閥，在動力心軸與動力工作筒上還必須有一個剪切銷釘控制。,十、井下測試工具,當(dāng)封隔器坐封以后，對環(huán)形空間加壓時，該壓力與鉆井液靜壓力共同作用在動力心軸上。當(dāng)這兩個壓力超過固定剪切銷釘承受的力與氮氣室的壓力的合力時，剪斷銷釘,動力心軸下移帶動控制臂使球閥轉(zhuǎn)動90°打開管柱通道達到開井的目的。在開井期間平衡活塞將環(huán)空壓力傳遞給液壓油，當(dāng)下油腔內(nèi)的壓力

26、高過上油腔壓力2.8MPa時，計量套連通，下油腔的液壓油通過計量套流向上油腔，推動浮動活塞，使氮氣室增壓，直到比環(huán)空壓力等于和小于2.8MPa時為止。當(dāng)從井口放掉環(huán)空壓力時，氮氣室壓力高過環(huán)空壓力，此時氮氣室的壓力作用在動力心軸上，帶動控制臂轉(zhuǎn)動關(guān)閉球閥。這樣反復(fù)對環(huán)空加壓就開井，環(huán)空泄壓就關(guān)井，可以隨心所欲地進行多次開關(guān)井動作。,十一、主要測試工具,APR井下測試工具的特點：靠環(huán)空加壓控制開關(guān)井，適用于直井、斜井，尤其是海上半潛式鉆

27、井平臺的測試作業(yè)。APR管柱為5”和3.875”，內(nèi)徑大，分別為2.25”和1.8”，管柱內(nèi)可進行鋼絲和電纜作業(yè)。適合與TCP聯(lián)合作業(yè)，機械點火方便。測試管柱可以任何組合，循環(huán)閥可以有多種選擇。正反循環(huán)方式可以任意選擇。PTT安全接頭操作方便。,十、井下測試工具,使用PCT和APR差不多，都是通過環(huán)空加壓進行控制。它的主要工作特點是： PCT的測試管柱內(nèi)徑大，全通徑為2.25”。 可以根據(jù)活塞心軸的面積和靜液柱壓力計算

28、測試閥的關(guān)閉壓力。 更便于鋼絲作業(yè)和直讀式電子壓力計的使用。 很適合海上浮式鉆井平臺及半潛式平臺。,十一、主要測試工具,RTTS Packer,十一、主要測試工具,PosiTest Packer,十一、主要測試工具,PosiTest Packer Setting Procedure,十一、主要測試工具,Safety Joint,十一、主要測試工具,Jar,十一、主要測試工具,Hydrostatic Reference Tool,

29、十一、主要測試工具,Gauge Carrier,十一、主要測試工具,Multicycle Circulating Valve (MCCV),十一、主要測試工具,Slip Joint,十一、主要測試工具,LPR N Test Valve,十一、主要測試工具,APR A Circulating Valve,十一、主要測試工具,APR M2 Safety Circulating Valve,十一、主要測試工具,OMNI Valve,十一、主要

30、測試工具,RD Valve,十一、主要測試工具,Super Safety Valve,十二、半潛式/浮式鉆井船作業(yè)方式,測試管柱懸掛在海底泥線位置水下測試樹的脫手機構(gòu)、臺風(fēng)應(yīng)急處理回接再測試,十三、測試系統(tǒng)的安全,井下PCT、LPR-N測試閥在環(huán)空泄壓即會自動關(guān)閉井口流動的促動閥、控制管線泄壓自動關(guān)閉、手動水下采油樹，雙向液控開關(guān)井口防噴閥液控開關(guān)可以剪斷鋼絲、電纜,十四、測試過程中的安全隱患,射孔安全問題、誤射孔，TCP+D

31、ST，DF1-1-2井工程施工安全問題 防落物傷人、防小工具落井人身安全問題 H2S、CO2、化學(xué)藥品，防毒面具,十五、井下壓力曲線,井下壓力曲線是在地層及井下動態(tài)情況下取得的，它反映了地層在動態(tài)下的一些情況，由它所取得的曲線進行推算，解釋得出的地層參數(shù)，是地層某一性能的綜合反映，這是其它靜態(tài)方法所不能取到的。,十五、井下壓力曲線,Gas Well,十五、井下壓力曲線,Oil Well,十六、測試工藝程序,工藝方法 原則上由下向

32、上依此上返井筒準(zhǔn)備 為了防止垮、坍、竄、卡，一般不進行裸眼測試，測試之前先刮管、清洗套管。下測試管柱 工具部分要嚴(yán)格試壓開井測試取資料、開關(guān)井的時間控制 初開井、初關(guān)井時間要求 油嘴從小到大的工作制度油氣樣品的采集壓井起管柱層間封隔 原則上層間封隔應(yīng)先下橋塞，然后再在橋塞上面打水泥塞。例Y21-1-3井。全井封堵棄井或保留井口。例W12-1-3井。,十七、試油施工設(shè)計的原則,確保測試作業(yè)施工的安全人身安全設(shè)備井下工具

33、及管柱環(huán)境,十七、試油施工設(shè)計的原則,確保不污染、損害油層分層求取資料，要求準(zhǔn)確無誤，不能弄虛作假。作好洗井液、射孔液、無固相壓井液層間作好封隔，層間用橋塞和水泥塞封堵，保證層間不竄,十七、試油施工設(shè)計的原則,定量滿足取資料的要求設(shè)備時間工具儀表,十七、試油施工設(shè)計的原則,依照測試程序進行作業(yè)應(yīng)首先選擇合適的測試方法和程序進行測試 應(yīng)從下到上依次上返分層測試應(yīng)選擇合適的z,十七、試油施工設(shè)計的原則,完井液井下工具